Номер 5, страница 25 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Электрические явления. ТЗ-10. Электрический ток - номер 5, страница 25.

Условие.

5. a) Является ли электрическим током молния, возникающая между облаком и землёй; между облаками?

б) Почему молния может служить причиной пожаров?

Решение.

а) Электрический ток по определению — это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Молния представляет собой гигантский электрический разряд в атмосфере. Он возникает из-за накопления больших электрических зарядов в грозовых облаках или между облаком и земной поверхностью, что создает между ними сильное электрическое поле.

Когда напряженность этого поля достигает критического значения, происходит электрический пробой воздуха. Воздух, который в обычных условиях является диэлектриком, ионизируется и превращается в плазму — проводящую среду. По этому ионизированному каналу начинается направленное движение заряженных частиц: электронов и ионов. Это упорядоченное движение зарядов и есть электрический ток. Следовательно, молния, независимо от того, возникает она между облаком и землёй или между двумя облаками, является кратковременным, но очень мощным электрическим током.

Ответ: Да, молния является электрическим током, так как представляет собой направленное движение заряженных частиц (ионов и электронов) в ионизированном канале воздуха.

б) Причиной пожаров, вызываемых молнией, является её сильное тепловое действие. Согласно закону Джоуля-Ленца, при прохождении электрического тока через проводник выделяется количество теплоты, которое можно рассчитать по формуле: $Q = I^2 \cdot R \cdot t$, где $\text{Q}$ — количество теплоты, $\text{I}$ — сила тока, $\text{R}$ — сопротивление проводника, а $\text{t}$ — время прохождения тока.

Молния характеризуется огромной силой тока (десятки и сотни тысяч ампер) и высоким напряжением. За очень короткое время (доли секунды) в канале молнии выделяется колоссальное количество энергии в виде тепла. Это приводит к мгновенному нагреву воздуха в канале до экстремально высоких температур — до 30 000 °C, что в несколько раз выше температуры поверхности Солнца.

Когда этот раскаленный канал контактирует с горючими материалами (например, с деревом, сухой травой, деревянным зданием), он передает им огромное количество тепла. Это тепло резко повышает температуру материала до точки воспламенения, что и вызывает пожар.

Ответ: Молния может служить причиной пожаров из-за своего мощного теплового действия. При прохождении тока огромной силы выделяется колоссальное количество тепла, которое способно воспламенить горючие материалы.